Algunas veces, Los hallazgos científicos pueden sacudir los cimientos de lo que alguna vez se consideró cierto, haciéndonos retroceder y reexaminar nuestras suposiciones básicas.

Un estudio reciente en el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. Ha puesto en duda la existencia de silicene, se cree que es uno de los nanomateriales bidimensionales más nuevos y populares del mundo. El estudio puede tener grandes implicaciones para una industria electrónica multimillonaria que busca revolucionar la tecnología a escalas 80, 000 veces más pequeño que el cabello humano.

El silicene se propuso como una lámina bidimensional de átomos de silicio que se puede crear experimentalmente sobrecalentando el silicio y evaporando átomos en una plataforma de plata. La plata es la plataforma de elección porque no afectará al silicio a través de enlaces químicos ni debería producirse una aleación debido a su baja solubilidad. Durante el proceso de calentamiento, cuando los átomos de silicio caen sobre la plataforma, los investigadores creían que se estaban organizando de ciertas formas para crear una sola hoja de átomos entrelazados.

Silicio, por otra parte, existe en tres dimensiones y es uno de los elementos más comunes en la Tierra. Un metal, semiconductor y aislante, El silicio purificado es extremadamente estable y se ha vuelto esencial para los circuitos integrados y transistores que ejecutan la mayoría de nuestras computadoras.

Tanto el silicio como el silicio deben reaccionar inmediatamente con el oxígeno, pero reaccionan de manera ligeramente diferente. En el caso del silicio, el oxígeno rompe algunos de los enlaces de silicio de la primera o las dos primeras capas atómicas para formar una capa de silicio-oxígeno. Esta, asombrosamente, actúa como barrera química para prevenir la descomposición de las capas inferiores.

Debido a que consta de una sola capa de átomos de silicio, El silicene debe manipularse al vacío. La exposición a cualquier cantidad de oxígeno destruiría completamente la muestra.

Esta diferencia es una de las claves del descubrimiento de los investigadores. Después de depositar los átomos en la plataforma plateada, Las pruebas iniciales identificaron que las fases superficiales similares a las aleaciones se formarían hasta capas de silicio a granel, o "plaquetas" precipitarían, que se ha confundido con siliceno bidimensional.

"Algunas de las plaquetas de silicio a granel tenían más de una capa de espesor, ", dijo el científico de Argonne Nathan Guisinger del Centro de Materiales a Nanoescala de Argonne." Determinamos que si estuviéramos tratando con múltiples capas de átomos de silicio, podríamos sacarlo de nuestra cámara de vacío ultra alto y llevarlo al aire y hacer algunas otras pruebas ".

"Todos asumieron que la muestra se descompondría inmediatamente tan pronto como la sacaran de la cámara, ", agregó Brian Kiraly, estudiante de posgrado de Northwestern University, uno de los principales autores del estudio. "Fuimos los primeros en sacarlo a relucir y realizar grandes experimentos fuera del vacío".

Cada nueva serie de experimentos presentó un nuevo conjunto de pistas de que esto era, De hecho, no silicene.

Examinando y categorizando las capas superiores del material, los investigadores descubrieron óxido de silicio, un signo de oxidación en las capas superiores. También se sorprendieron al descubrir que las partículas de la plataforma de plata se aleaban con el silicio a profundidades significativas.

"Descubrimos que lo que los investigadores anteriores identificaron como silicene es en realidad solo una combinación de silicio y plata, ", dijo Andrew Mannix, estudiante de posgrado de Northwestern.

Para su prueba final, los investigadores decidieron sondear la firma atómica del material.

Los materiales están formados por sistemas de átomos que se unen y vibran de formas únicas. La espectroscopia Raman permite a los investigadores medir estos enlaces y vibraciones. Ubicado dentro del Centro de Materiales a Nanoescala, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, el espectroscopio permite a los investigadores utilizar la luz para "cambiar" la posición de un átomo en una red cristalina, lo que a su vez provoca un cambio en la posición de sus vecinos. Los científicos definen un material midiendo qué tan fuertes o débiles son estos enlaces en relación con la frecuencia a la que vibran los átomos.

Los investigadores notaron algo extrañamente familiar al observar las firmas vibratorias y las frecuencias de su muestra. Su muestra no exhibió vibraciones características de silicene, pero coincidía con los del silicio.

"Tener tantos grupos de investigación y artículos potencialmente incorrectos no ocurre con frecuencia, ", dice Guisinger." Espero que nuestra investigación ayude a guiar los estudios futuros y demuestre de manera convincente que la plata no es una buena plataforma si está tratando de cultivar siliceno ".